(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリップワインド方式を用いて、フォーマーに帯状のゴムストリップを連続的に貼り付け、巻回体を形成するゴムストリップの貼り付け装置であって、
前記フォーマーの中心軸に取り付けられて、前記フォーマーの回転量を検出する第１のエンコーダと、
先端を前記フォーマーに近接させて、ゴムストリップを前記フォーマーに供給するゴムストリップ供給コンベアと、
サーボモータの駆動により、前記ゴムストリップ供給コンベアを、前記フォーマーの軸方向に直交する方向に移動させる第１の移動機構と、
サーボモータの駆動により、前記ゴムストリップ供給コンベアを、前記フォーマーの軸方向に移動させる第２の移動機構と、
前記第１の移動機構に設けられたサーボモータに内蔵されて、ゴムストリップの貼り付け位置におけるフォーマー中心から前記ゴムストリップ供給コンベアの先端までの距離を検出する第２のエンコーダと
を備えており、
さらに、前記第１のエンコーダにより検出された前記フォーマーの回転量と、前記第２のエンコーダにより検出されたフォーマー中心から前記ゴムストリップ供給コンベア先端までの距離とに基づいて、前記回転量に対応したゴムストリップの必要長さを計算し、計算結果に応じた長さのゴムストリップを前記ゴムストリップ供給コンベアから前記フォーマーに供給するように、ゴムストリップの供給量を制御する制御システムを備えているゴムストリップの貼り付け装置を用いて、前記フォーマーにゴムストリップを貼り付けるゴムストリップの貼り付け方法であって、
前記制御システムがシーケンサを用いた制御であり、
前記第１のエンコーダにより、シーケンサの１スキャンあたりに変化したフォーマーの角度Δω（ｒａｄ）を求めると共に、前記第２のエンコーダにより、フォーマー中心からゴムストリップ供給コンベアの先端までの距離ｒ（ｍｍ）を求めた後、
前記角度Δωと前記距離ｒにより求められるシーケンサの１スキャンあたりに変化する周長Δωｒ（ｍｍ）に対応する長さのゴムストリップを、前記ゴムストリップ供給コンベアから前記フォーマーに供給して貼り付けることを特徴とするゴムストリップの貼り付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーマーにゴムストリップをストリップワインド方式にて精度高く貼り付けることができるゴムストリップの貼り付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤの製造においては、各部位における要求特性が異なるため、トレッドゴム、サイドウォールゴム、インナーライナゴムなど、種々のゴム部材が使用されている。そして、これらのゴム部材は、フォーマー（ドラム）に帯状のゴム材料（ゴムストリップ）を、連続的に螺旋状に巻回することにより巻回体を形成するストリップワインド方式を用いて形成される（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
図３は、このストリップワインド方式を説明する図であり、（ａ）はゴムストリップが巻回されてフォーマー上に形成された巻回体を示す斜視図であり、（ｂ）は前記巻回体の形成方法を説明する側面図である。図３において、２はゴムストリップ供給部、３はフォーマーであり、３ａはフォーマー３上に形成された巻回体である。
【０００４】
図３（ｂ）に示すように、ゴムストリップ供給部２は、フォーマー３に貼り付けるゴムストリップＲＳを供給するゴムストリップ供給コンベア６、ゴムストリップ供給コンベア６をフォーマー３の軸方向に直交する方向に移動させる第１の移動機構４、ゴムストリップ供給コンベア６をフォーマー３の軸方向に移動させる第２の移動機構５（トラバース機構）、および、ゴムストリップ供給コンベア６を回転させる回転機構７（ローテーション機構）を備えている。これらの機構およびコンベアは、各々に設けられた各サーボモータにより駆動される。
【０００５】
第１の移動機構４、第２の移動機構５、回転機構７により、それぞれ、ゴムストリップ供給コンベア６の、フォーマー３の軸方向に直交する方向への移動量、フォーマー３の軸方向への移動量、回転角度が制御され、その結果に基づき、ゴムストリップＲＳがゴムストリップ供給コンベア６から供給され、フォーマー３上に巻回体３ａが形成される。このとき、フォーマー３の回転数が一定とすると、図３（ｂ）の２本の黒矢印に示すように、貼り付け位置によって表面速度が異なる（具体的には、径が小さくなると表面速度が小さくなる）ため、高い精度の巻回体３ａを形成するためには、ゴムストリップ供給コンベア６からのゴムストリップＲＳ供給量とフォーマー３の表面速度の変化とを同調させる必要がある。
【０００６】
その方法として、従来は、フォーマー１周毎に貼り付け速度を予め設定しておく方法が採用されていた。具体的には、例えば、図４に示すように、フォーマーを１１周させて貼り付ける場合には、１周目〜１１周目の各周毎に貼り付け位置（ラジアル位置）を定め（プリセット）、１周毎の周長を計算することによりその表面速度が求められ、それに併せて、ゴムストリップの貼り付け速度、即ち、ゴムストリップ供給コンベアによるゴムストリップの供給速度が設定されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１３６７４０号公報
【特許文献２】特開２００６−４３９０８号公報
【特許文献３】特開２００６−１１０８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の方法は、図５に示すように、１つの周の最初の位置と最後の位置（次の周の最初の位置）との間における貼り付け速度の設定については、周長が直線的に変化する前提で補間していた（直線補間）ため、周長が曲線的に変化する場合、厳密には、ゴムストリップ供給コンベアの供給速度が貼り付け位置の表面速度に追従することができず、貼り付け位置の表面速度とゴムストリップ供給コンベアの供給速度との間に速度差が生じる恐れがあった。
【０００９】
特に、二輪車用のＳＰタイヤのサイドウォールやＭＣタイヤのトレッドをストリップワインド方式により形成する場合には、傾斜の大きなフォーマーが用いられるため、より大きな速度差を生じる。
【００１０】
このように、速度差が生じた状態のまま、ゴムストリップの貼り付けを行った場合、ゴムストリップの貼り付け精度を充分に高くすることができず、製品タイヤの性能に悪影響を与える場合もある。
【００１１】
この問題に対処する方法として、上記の１周毎の速度設定に替えて、例えば、各周を１度毎に分割し、各分割毎に貼り付け速度を設定することにより、補間の間隔を小さくして、細やかに制御することが考えられる。しかし、この方法を採用した場合には、貼り付け速度を設定する作業者の負担が大幅に増えるという問題があるため、現実的な方法とは言えなかった。例えば、巻回が１０周とすると、従来の１周毎の速度設定の場合には１０点についての速度設定で済むのに対し、１度毎の速度設定の場合には３６００（３６０×１０）点と３６０倍の設定を行うことが必要となる。
【００１２】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、フォーマーの軸方向位置によって周長が大きく変化する場合であっても、作業者の負担を増やすことなく、高い精度で、ゴムストリップの貼り付けを、安定して連続的に行うことができるゴムストリップの貼り付け装置および貼り付け方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に関連する第１の技術は、
ストリップワインド方式を用いて、フォーマーに帯状のゴムストリップを連続的に貼り付け、巻回体を形成するゴムストリップの貼り付け装置であって、
前記フォーマーの中心軸に取り付けられて、前記フォーマーの回転量を検出する第１のエンコーダと、
先端を前記フォーマーに近接させて、ゴムストリップを前記フォーマーに供給するゴムストリップ供給コンベアと、
サーボモータの駆動により、前記ゴムストリップ供給コンベアを、前記フォーマーの軸方向に直交する方向に移動させる第１の移動機構と、
サーボモータの駆動により、前記ゴムストリップ供給コンベアを、前記フォーマーの軸方向に移動させる第２の移動機構と、
前記第１の移動機構に設けられたサーボモータに内蔵されて、ゴムストリップの貼り付け位置におけるフォーマー中心から前記ゴムストリップ供給コンベアの先端までの距離を検出する第２のエンコーダと
を備えており、
さらに、前記第１のエンコーダにより検出された前記フォーマーの回転量と、前記第２のエンコーダにより検出されたフォーマー中心から前記ゴムストリップ供給コンベア先端までの距離とに基づいて、前記回転量に対応したゴムストリップの必要長さを計算し、計算結果に応じた長さのゴムストリップを前記ゴムストリップ供給コンベアから前記フォーマーに供給するように、ゴムストリップの供給量を制御する制御システムを備えている
ことを特徴とするゴムストリップの貼り付け装置である。
【００１４】
本発明に関連する第２の技術は、
第１の技術のゴムストリップの貼り付け装置を用いて、前記フォーマーにゴムストリップを貼り付けるゴムストリップの貼り付け方法であって、
前記制御システムがシーケンサを用いた制御であり、
前記第１のエンコーダにより、シーケンサの１スキャンあたりに変化したフォーマーの角度Δω（ｒａｄ）を求めると共に、前記第２のエンコーダにより、フォーマー中心からゴムストリップ供給コンベアの先端までの距離ｒ（ｍｍ）を求めた後、
前記角度Δωと前記距離ｒにより求められるシーケンサの１スキャンあたりに変化する周長Δωｒ（ｍｍ）に対応する長さのゴムストリップを、前記ゴムストリップ供給コンベアから前記フォーマーに供給して貼り付けることを特徴とするゴムストリップの貼り付け方法である。
【００１５】
本発明は、上記した各技術に基づくものであり、請求項１に記載の発明は、
ストリップワインド方式を用いて、フォーマーに帯状のゴムストリップを連続的に貼り付け、巻回体を形成するゴムストリップの貼り付け装置であって、
前記フォーマーの中心軸に取り付けられて、前記フォーマーの回転量を検出する第１のエンコーダと、
先端を前記フォーマーに近接させて、ゴムストリップを前記フォーマーに供給するゴムストリップ供給コンベアと、
サーボモータの駆動により、前記ゴムストリップ供給コンベアを、前記フォーマーの軸方向に直交する方向に移動させる第１の移動機構と、
サーボモータの駆動により、前記ゴムストリップ供給コンベアを、前記フォーマーの軸方向に移動させる第２の移動機構と、
前記第１の移動機構に設けられたサーボモータに内蔵されて、ゴムストリップの貼り付け位置におけるフォーマー中心から前記ゴムストリップ供給コンベアの先端までの距離を検出する第２のエンコーダと
を備えており、
さらに、前記第１のエンコーダにより検出された前記フォーマーの回転量と、前記第２のエンコーダにより検出されたフォーマー中心から前記ゴムストリップ供給コンベア先端までの距離とに基づいて、前記回転量に対応したゴムストリップの必要長さを計算し、計算結果に応じた長さのゴムストリップを前記ゴムストリップ供給コンベアから前記フォーマーに供給するように、ゴムストリップの供給量を制御する制御システムを備えている
ゴムストリップの貼り付け装置を用いて、前記フォーマーにゴムストリップを貼り付けるゴムストリップの貼り付け方法であって、
前記制御システムがシーケンサを用いた制御であり、
前記第１のエンコーダにより、シーケンサの１スキャンあたりに変化したフォーマーの角度Δω（ｒａｄ）を求めると共に、前記第２のエンコーダにより、フォーマー中心からゴムストリップ供給コンベアの先端までの距離ｒ（ｍｍ）を求めた後、
前記角度Δωと前記距離ｒにより求められるシーケンサの１スキャンあたりに変化する周長Δωｒ（ｍｍ）に対応する長さのゴムストリップを、前記ゴムストリップ供給コンベアから前記フォーマーに供給して貼り付けることを特徴とするゴムストリップの貼り付け方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フォーマーの軸方向位置によって周長が大きく変化する場合であっても、作業者の負担を増やすことなく、高い精度で、ゴムストリップの貼り付けを、安定して連続的に行うことができるゴムストリップの貼り付け装置および貼り付け方法を提供することができる
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態のゴムストリップの貼り付け装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態における各スキャン毎のラジアル位置とフォーマーの曲面に沿ったラジアル位置との関係を示す図である。
【図３】ストリップワインド方式を説明する図である。
【図４】従来のゴムストリップの貼り付け速度の設定方法を説明する図である。
【図５】従来のゴムストリップの貼り付け速度の設定方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施の形態に基づき図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
（１）全体構成
始めに貼り付け装置について説明する。図１は本実施の形態の貼り付け装置の構成を模式的に示す斜視図である。図１において、２はゴムストリップ供給部、３はフォーマーであり、３ａはフォーマー３上に形成された巻回体である。そして、３ｂは、フォーマー３と同じ中心軸に配置されて、フォーマー３の回転量を検出する第１のエンコーダである。
【００２０】
また、ゴムストリップ供給部２は、ゴムストリップＲＳをフォーマー３に供給するゴムストリップ供給コンベア６、ゴムストリップ供給コンベア６をフォーマー３の軸方向に直交する方向に移動させる第１の移動機構４、ゴムストリップ供給コンベア６をフォーマー３の軸方向に移動させる第２の移動機構５を備えている。
【００２１】
ゴムストリップ供給コンベア６はサーボモータＭ３により、第１の移動機構４はサーボモータＭ１により、また、第２の移動機構５はサーボモータＭ２により駆動される。そして、サーボモータＭ１には、貼り付け位置におけるフォーマー中心からゴムストリップ供給コンベア先端までの距離を検出する第２のエンコーダ（図示せず）が内蔵されている。
【００２２】
（２）ゴムストリップの貼り付け
ゴムストリップＲＳの貼り付けは、第２の移動機構５を駆動させて、ゴムストリップ供給コンベア６を貼り付け位置に合わせてトラバースさせつつ、第１の移動機構４を駆動させて、ゴムストリップ供給コンベア６の先端とフォーマー３との間で、適切な間隔が保たれるように制御する。その後、ゴムストリップ供給コンベア６をサーボモータＭ３により駆動することにより、適切な長さのゴムストリップＲＳをフォーマー３上の貼り付け位置に供給し、貼り付ける。
【００２３】
（３）ゴムストリップの供給長さの制御
前記したゴムストリップＲＳの供給長さの制御は、シーケンサを用いて制御され、以下のように行われる。
【００２４】
先ず、サーボモータＭ１に内蔵された第２のエンコーダにより、ゴムストリップ供給コンベア６の先端の位置が検出され、フォーマー３の中心からの距離ｒ(ｍｍ)が求められ、この位置をゴムストリップＲＳの貼り付け位置とする。
【００２５】
一方、第１のエンコーダ３ｂにより、シーケンサの１スキャンあたりに変化したフォーマー３の回転量（角度）Δω（ｒａｄ)が求められる。
【００２６】
この結果、貼り付け位置の表面がシーケンサの１スキャンあたりに変化する距離は、Δωｒ（ｍｍ）と表すことができる。この値をスキャン時間ｔで割り算することにより、貼り付け位置における表面速度と近似させることができる。即ち、以下の式により、貼り付け位置における表面速度が求められる。
（貼り付け位置における表面速度）≒（Δωｒ／ｔ）
【００２７】
次に、ゴムストリップ供給コンベア６を駆動させて、上記の距離Δωｒに応じた長さのゴムストリップを（Δωｒ／ｔ）の速度で供給し、フォーマー３に貼り付ける。
【００２８】
このように、１スキャン毎に、貼り付け位置の表面が変化する距離、即ち、貼り付け位置における表面速度を割り出し、対応する長さのゴムストリップを供給するようにゴムストリップ供給速度を制御して、貼り付け位置の表面速度とゴムストリップ供給コンベア６からのゴムストリップ供給速度とを同調させているため、フォーマーの軸方向位置によって巻回体の周長が大きく変化する場合であっても、作業者の負担を増やすことなく、高い精度でゴムストリップの貼り付けを安定して連続的に行うことができる。
【００２９】
また、何らかの理由でフォーマーの速度が設定からずれた場合であっても、第１のエンコーダにより、フォーマーの回転量をモニターしているため、貼り付け位置の表面速度とゴムストリップ供給コンベアからのゴムストリップ供給速度との同調を、精度良く保つことができる。
【００３０】
図２に、本実施の形態における各スキャン毎に求められたラジアル位置とフォーマーの曲面との関係を示す。図２において、縦軸はラジアル位置、横軸はフォーマーの角度であり、棒グラフは各スキャン毎に求められたラジアル位置、曲線はフォーマーの曲面を示している。図２に示すように、各スキャン毎に求められたラジアル位置は、フォーマーの曲面に良く追従しており、高い精度でゴムストリップの貼り付けが可能であることが分かる。
【００３１】
以上より、本実施の形態によれば、フォーマーの軸方向位置によって周長が大きく変化する場合であっても、作業者の負担を増やすことなく、高い精度で、ゴムストリップの貼り付けを、安定して連続的に行うことができるゴムストリップの貼り付け装置および貼り付け方法を提供することができる。
【００３２】
以上、実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
２                  ゴムストリップ供給部
３                  フォーマー
３ａ                巻回体
３ｂ                第１のエンコーダ
４                  第１の移動機構
５                  第２の移動機構
６                  ゴムストリップ供給コンベア
７                  回転機構
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３    サーボモータ
ＲＳ                ゴムストリップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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